Записки практикуючого вчителя. Створення моделі «екосистеми»

Цілу серію довготривалих досліджень можливо провести, вивчаючи штучно створену екосистему в акваріумі (накривається кришкою з отворами для датчиків) або великій банці. Концепція побудови й дослідження учнями власної екосистеми чудово вписується в інтегрований підхід до навчання, притаманний STEM-освіті. Розглянемо детальніше, як провести такий експеримент.

Що таке штучна екосистема 

Приклади штучних екосистем: теплиці, поля, лісосмуги, парки, зоологічні й ботанічні сади. Але, звісно, для шкільних дослідів краще використати дещо менш масштабне.

Проведення STEAM-проєкту «Створення екосистеми» 

Звичайно, процес підбору видового і кількісного складу штучної екосистеми є творчим. Можна виготовити найпростішу замкнену екосистему лише з камінців, піску, грунту, моху та рослин, помістивши їх разом із лампою до герметично закритої скляної банки.

Але я б особисто за основу обрав би щось складніше й цікавіше: наприклад, ґрунт з колонією мурашок. Мурашину ферму, до речі, можна купити в інтернеті, тож це один із найшвидших варіантів отримати вже готову екосистему для дослідів.

 Вибір з ніші продуцентів є дуже широким: можна додати каміння і фрагменти деревини з лишайниками. Дуже ефектним і цікавим було б в основний акваріум помістити менший акваріум, який імітує водойму з її мешканцями.

Як використовувати цифрові датчики для STEAM-проєктів 

Після того, як видовий склад визначено, можна починати експеримент, накривши акваріум кришкою з отворами для розміщення сенсорів.

Найбільш доцільно використати наступні датчики Vernier:

1. температури,
2. вологості,
3. вуглекислого газу
4. кисню,
5. освітленості,
6. датчик тиску, якщо сенсори щільно зафіксовані в герметично прикріпленій кришці.

В імітацію водойми можна помістити окремий датчик температури, кисню, розчинного в воді, рН (також можуть спостерігатись зміни в окисно-відновному потенціалі води та електропровідності, які теж можливо реєструвати). 
Тривалість вимірювання у цифрових лабораторій Vernier для побудови графіків практично не обмежений. Очевидно, що тут не потрібно часто фіксувати дані, достатньо і раз на півгодини, а можливо і рідше.

Для того, щоб отримувати дані більше ніж з трьох аналогових датчиків, є два варіанти:

• перший — використовувати датчики типу GoDirect (приєднуються до ПК через Bluetooth)
• другий — під'єднувати декілька реєстраторів даних (до кожного можна приєднати до трьох датчиків), з'єднавши їх з одним комп'ютером.

Програмі збору даних Logger Pro всі їх показники будуть доступними.

Ви можете як фіксувати природній перебіг процесів, так і змінювати умови (кількість і вид світла, температуру, газообмін з навколишнім середовищем тощо).

Користь від проведення дослідів у шкільній СТЕМ-лабораторії 

Хочу зазначити, що ідеальним варіантом був би великий акваріум. Настільки великий, щоб мати можливість, окрім риб, помістити туди і хребетних. Широкі можливості для досліджень роблять створення штучних екосистем дуже цікавим процесом, адже приємно відчути себе на місці творця маленького світу. Тому учням будь-якого віку такий експеримент буде цікавим. Також саме дослід із створенням екосистеми поєднує в собі одразу декілька шкільних дисциплін: біологію, фізику, хімію, конструювання тощо. Тому цей експеримент є чудовим прикладом пізнавального й практичного STEM-проєкту, провести який можна в будь-якій школі за допомогою сучасного навчального обладнання.

Заходьте у відповідні розділи нашого інтернет-магазину й замовляйте необхідні цифрові датчики та інші товари для школи. А якщо знадобиться консультація по вибору обладнання чи приклади інших проєктів і дослідів для STEM — телефонуйте до нашого відділу методичної підтримки!